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上周末，有人問我，如何學會函數(shù)式編程。我的回答是：用你現(xiàn)在使用的編程語言寫純正函數(shù)。 純函數(shù)唯一的輸入是它的參數(shù)，唯一的輸出是它的返回值。如果你以前從未接觸過這個概念，你會以為所有的函數(shù)都是純正的。畢竟，所有的函數(shù)都是接受一個或多 個輸入值，返回一個輸出值。但在某些傳統(tǒng)編程中，經(jīng)常會有一些外來的信息流入或流出函數(shù)。例如，一個不規(guī)范的函數(shù)有可能會依賴一個全局變量或一些類成員數(shù) 據(jù)。在這種情況下，函數(shù)的行為并不完全決定于它的參數(shù)值。相似的，一個不規(guī)范的函數(shù)有可能會更改一個全局變量或修改數(shù)據(jù)庫。這種情況下，函數(shù)除了返回值 外，還會附帶一些額外操作。 你可以用任何語言寫出純函數(shù)，只是有些語言容易寫，有些語言寫起來比較復雜。例如，沒有人會把Fortran當作一種函數(shù)式語言，但有些人(M. J. D. Powell)卻強制自己在Fortran里要寫純函數(shù)。 為什么要寫純函數(shù)？純函數(shù)具有親系透徹性(referential transparency)，也就是說，針對相同的輸入值，它一定給出相同的輸出值。函數(shù)輸出不依賴系統(tǒng)時間、數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及任何沒有顯式的作為參數(shù)傳入函數(shù)的東西。這也表明純函數(shù)易于理解(因此也易于調試和測試)。 你可以一直使用純函數(shù)。但如果你想把一個值放到數(shù)據(jù)庫里，光通過純函數(shù)是實現(xiàn)不了的。或者當你想調用一個隨機數(shù)發(fā)生器時，你可不想它保持親系透徹性—每次 都返回相同的值。但是，在可以用到純函數(shù)的時候，你應該使用純函數(shù)，用純函數(shù)來消除越界聯(lián)系。完全的純函數(shù)程序是不現(xiàn)實的；有人建議說最佳的純度系數(shù)應該 是 85% 。 那么，為什么程序員不大量的使用純函數(shù)呢？一個原因是，純函數(shù)需要更長的參數(shù)表。在面向對象的編程語言里，對象可以隱式的依賴對象狀態(tài)來減少參數(shù)數(shù)量。對 于這更簡潔的方法接口，你付出的代價是，你無法只通過方法本身來理解這個方法。調用這個方法時你還需要知道對象的狀態(tài)。為了獲得更短的方法接口而放棄親系 透徹性值不值得？這依賴于你的上下文環(huán)境和你的風格，按我的觀點，我更愿意用更長的函數(shù)接口來換取更純的函數(shù)。 另外一個人們不太喜歡使用純函數(shù)的原因是，把大型數(shù)據(jù)結構傳入函數(shù)太麻煩。但這也依賴于你怎么干。你可以只是形式上的把一個對象傳輸函數(shù)，而不是把整個對象按字節(jié)拷貝進去。 為了效率，你也可以制造一些假純度。例如，Mike Swaim最近在一個評論里給出了一個如何利用Memoization讓程序的速度提升數(shù)個等級的例子。(Memoization是一種緩存技術。當一個 函數(shù)向系統(tǒng)請求計算某些東西時，它首先看看這個東西是否已經(jīng)被緩存過。如果是，它會從從緩存里取出結果返回。如果否，它會計算它，然后把輸出放到緩存 里。)使用Memoization技術的函數(shù)嚴格的說不是純函數(shù)—它的計算操作直接受緩存狀態(tài)的影響—但這樣的函數(shù)仍然保持親系透徹性，如果你給它相同的 輸入，它總會產(chǎn)生相同的輸出。你可以認為稱這樣的函數(shù)為純函數(shù)是一種欺騙，的確也是，但如果你總是糾結于這種事情，那你也知道，完全純函數(shù)是有副作用的。 |
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